電子數顯卡尺無線通信系統的研制

　　3.3 無線收、發電路模塊

　　本系統研制的無線通信電路模塊^[13]采用TI公司生產的一款2.4Ghz的射頻芯片CC2430，這款芯片集成度高、尺寸小，具有適用于網點多、數據量小、傳輸可靠等特點，并且是一種低功耗、近距離傳輸的無線通信模塊，該款芯片靈敏度高、抗干擾性強、可編程輸出功率高達4.5dBm，芯片的封裝為QFN40，大小為6mm×6mm。其中內部結構框圖如圖6所示。

　　該款無線通信芯片具有功耗低、自嵌通訊協議^[14]，廣泛應用于智能家居系統、環境監測系統等領域。內部集成了8051內核、高性能的射頻收發器、8K的RAM及FLASH，供電電壓為3V，它包括三種工作傳輸模式，分別為：1uA的睡眠模式、0.2uA的呼喚模式、0.4uA的中斷模式，還有多通道的DMA控制器、MAC定時器、通用定時器及A/D轉換器，工作溫度在-40℃~125℃，這種高度集成化可以節約電流和消耗無線系統的開發成本，當無線模塊在發送數據和接收數據的情況下，電流損耗大約24uA和29uA，由休眠狀態轉化為主動狀態時間很短，這有助于增長數顯卡尺的電池使用壽命。

　　該系統的數顯卡尺供電電壓為1.5V，而無線通信模塊電路供電電壓是3V，這就需要系統在傳輸數據時對時鐘信號和數據信號進行調理、電平轉換^[15]，以保證傳輸的數據穩定可靠。該通信系統的數據信號S_DATA和時鐘信號S_CLK的電平轉換電路原理圖如圖7所示。

　　該無線通信系統比藍牙和WIFI的覆蓋距離面廣，其網絡擴展性更加靈活，硬件架構簡單，傳輸通信速率250Kbps，相對比較快，其擁有免費的開放頻帶，大約在868MHz至2.4GHz左右，網絡節點數可達65000個，聯網所需的時間僅為30ms，而且終端設備費用低、集成度高、可靠性強，成本低等特點。

　　4 系統的軟件設計

　　本文研制的電子數顯卡尺無線通信系統是利用無線傳輸技術替代了原有的短距離數據線通信技術，該無線通信系統目前發展較為快捷，將為社會帶來高效益、高品質的技術，因此這款基于容柵技術的電子數顯卡尺無線通信系統將會為企業和科研單位帶來極大的效益，本系統研制的無線通信模塊主要采用C語言編程技術，使用的開發環境為IAR。該無線通信系統主要包括兩部分：一部分是發送數據模塊、一部分是接收數據模塊，其中發送數據模塊將接入到數顯卡尺上而接收模塊將通過USB口插入到主機上，形成上位機與接收模塊完成通信。整個數顯卡尺無線通信系統的接收和發送過程的原理結構框圖如圖8所示。